Основы экологии и экономика природопользования

Большое значение для защиты атмосферного воздуха имеют мероприятия по озеленению городов и пригородных зон. Известно, что зеленые насаждения -- "легкие" города. Они очищают воздух от вредных веществ, пыли, газов, снижают шум в жилых кварталах, повышают влажность воздуха в жаркие дни. Один гектар зеленых насаждений за год очищает 10 млн. м³ воздуха, а за час поглощает 8 кг углекислого газа, который выдыхают за это время 200 человек. Газозащитный эффект зеленых насаждений зависит от характера посадки, видового состава деревьев и кустарников, времени года.

Учитывая важную роль зеленых насаждений, в Беларуси Последовательно проводится принцип озеленения населенных мест. В проектах застройки городских поселений отражается система мероприятий по созданию, сохранению и использованию зеленых насаждений для улучшения условий жизни населения, оздоровления воздушного бассейна, рационального использования природного ландшафта. Площадь зеленых массивов и насаждений в городах Беларуси составляет около 40 тыс. га, из них в г. Минске -- 5,7 тыс. га. На одного горожанина страны приходится 60 м² зеленых насаждений, на каждого жителя столицы -- 33 м, по генеральному плану развития г. Минска этот показатель намечается значительно увеличить.

Состояние воздушной среды крупных и средних городов во многом обусловлено наличием пригородной зеленой зоны, занятой преимущественно лесами, лесопарками и другими зелеными насаждениями. Первые зеленые зоны в Беларуси появились с 1945 г. вокруг городов Бобруйска, Барановичей, Борисова, Бреста, Вилейки, Витебска, Гомеля, Гродно, Лиды, Мозыря, Молодечно, Осиповичей и Минска. В настоящее время их около 120 с общей площадью более 1,2 млн. га. Самая большая зеленая зона -- вокруг г. Минска, в радиусе до 80 км, площадью до 300 тыс. га, что обеспечивает около 180 м- зеленых насаждений в расчете на одного минчанина.

6.6 Регулирование состояния воздушной среды

В перспективе важно не допустить увеличения удельных выбросов загрязняющих веществ в воздушный бассейн, а в отдельных видах хозяйственной деятельности обеспечить их уменьшение. Этим целям служат законодательные акты, система организационно-технических и экономических мероприятий, направленных на предотвращение загрязнения атмосферного воздуха.

Правовое регулирование состояния воздушной среды в нашей стране осуществляется в соответствии с Конституцией Республики Беларусь, Законом Республики Беларусь "Об охране атмосферного воздуха" (1997), который устанавливает правовые и организационные основы норм хозяйственной и иной деятельности в области использования и охраны атмосферного воздуха, и другими нормативно-правовыми актами.

Основными задачами правового регулирования в области охраны атмосферного воздуха являются:

регулирование отношений в области охраны атмосферного воздуха в целях обеспечения благоприятной среды обитания для человека, сохранения, улучшения и восстановления состояния атмосферного воздуха;

предотвращение и снижение уровней вредного химического, физического, биологического и иного воздействия на атмосферный воздух;

обеспечение рационального использования атмосферного воздуха для производственных нужд;

укрепление правопорядка и законности в области охраны атмосферного воздуха.

В соответствии с Законом Республики Беларусь "Об охране атмосферного воздуха" граждане страны имеют право на экологически безопасное для их жизни и здоровья состояние атмосферного воздуха, вместе с тем они обязаны соблюдать санитарные и другие нормы и правила в этой области. Закон устанавливает права и обязанности предприятий, учреждений, организаций и других субъектов хозяйствования в процессе использования атмосферного воздуха.

Правовое регулирование качества атмосферного воздуха включает, прежде всего, установление нормативов предельно допустимой концентрации (ст. 21) и нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) (ст. 22) загрязняющих веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него. Нормативы ПДВ устанавливаются отдельно для стационарных и передвижных источников.

Субъекты хозяйствования, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, обязаны проводить организационно-хозяйственные, технические и иные мероприятия для выполнения условий и требований, предусмотренных разрешениями на выброс, принимать меры по снижению выбросов загрязняющих веществ, обеспечивать бесперебойную, с показателями не ниже проектных, работу и поддержание в исправном техническом состоянии сооружений, оборудования и аппаратуры для очистки выбросов и контроля за ними, а также осуществлять постоянный учет количества и состава загрязняющих атмосферный воздух веществ.

В случае нарушения условий и требований, предусмотренных разрешениями, если возникает угроза здоровью населения, выброс загрязняющих веществ в атмосферу должен быть приостановлен или запрещен вплоть до прекращения деятельности предприятий, организаций и учреждений. Все передвижные источники должны подвергаться контролю на соответствие установленным нормативам содержания загрязняющих веществ в отработанных газах. Запрещается производство, выпуск после ремонта и эксплуатация передвижных источников, у которых содержание загрязняющих веществ в отработанных газах превышает установленные нормативы.

Законодательно закреплены требования по охране атмосферного воздуха при использовании средств защиты растений и других препаратов в сельском и лесном хозяйстве, добыче полезных ископаемых, размещении и эксплуатации терриконов, ванное складирование в населенных пунктах производственных, бытовых и иных отходов, их сжигание, кроме случаев, когда сжигание осуществляется с использованием специальных установок и соблюдением требований по охране атмосферного воздуха.

Экономические рычаги охраны и рационального использования атмосферного воздуха включают:

планирование и финансирование мероприятий по охране атмосферного воздуха;

установление лимитов допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

установление нормативов платы и размеров платежей за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух и вредные физические и иные воздействия;

установление нормативов платы и размеров платежей за потребление атмосферного воздуха для производственных целей;

установление нормативов платы за превышение лимитов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;

предоставление субъектам хозяйствования налоговых, кредитных и других льгот при внедрении ими малоотходных, энерго- и ресурсосберегающих технологий, использовании нетрадиционных видов энергии, осуществлении других эффективных мер по охране атмосферного воздуха;

покрытие ущерба, нанесенного окружающей среде и здоровью людей в результате загрязнения атмосферного воздуха.

Регулирование состояния воздушной среды в Республике Беларусь на период до 2010 г. связано с осуществлением ряда организационно-технических мероприятий. В теплоэнергетике это совершенствование системы сбора, транспортировки и переработки попутных газообразных продуктов, снижение выбросов серы и окислов азота за счет перевода энергоустановок на потребление природного газа и повышение эффективности процессов сжигания топлива, усиление контроля за выбросами, использование нетрадиционных экологически чистых методов производства энергии. В других отраслях промышленности -- модернизация действующих пылегазоочистных установок, ввод в действие нового пылегазоочистного оборудования, совершенствование технологических процессов. На автомобильном транспорте -- разработка и внедрение новых стандартов на нормы выбросов, перевод автотранспорта на сжатый и сжиженный газ, внедрение специальных нейтрализаторов для отработавших газов и фильтров сажи, повсеместное создание диагностических постов и пунктов контроля технического состояния автомобилей. Комплекс мер по охране воздушного бассейна включает также использование более точных методик оценки и прогнозирования уровней атмосферного загрязнения, введение национальных стандартов уровней выбросов в атмосферу, отвечающих международным нормам.

Внедрение достижений научно-технического прогресса в производство и быт человека требует разработки соответствующих мер по охране атмосферного воздуха от шума, вибрации, электромагнитных полей, радиации и других вредных физических воздействий. В целях борьбы с производственными и другими шумами предусматривается:

внедрение малошумных технологических процессов;

улучшение конструкции передвижных источников шума, а также эксплуатационных качеств (качества содержания) железнодорожных и трамвайных путей, автомобильных дорог, уличных покрытий;

размещение аэродромов и аэропортов, промышленных и других сооружений и оборудования, которые являются источниками шума, на расстоянии, обеспечивающем экологическую безопасность населенных пунктов и районов жилой застройки;

проведение организационных мероприятий по предупреждению и снижению бытовых шумов (в квартирах, дворах жилых домов, на улицах, в местах отдыха и других общественных местах).

Проведение организационно-технических и иных мероприятий позволило уменьшить в 1998 г. выбросы загрязняющих веществ в атмосферное пространство Беларуси на 8448 т. При этом основной эффект был достигнут за счет совершенствования технологических процессов (60 % общего сокращения выбросов), ввода в эксплуатацию новых пылегазоочистных установок и сооружений (5 %), повышения эффективности действующих пылегазоочистных установок (24 %), ликвидации источников загрязнения (более 1 %), перепрофилирования других предприятий на выпуск другой продукции (около 5 %).



Глава 7. Эколого-экономические аспекты использования и охраны водных ресурсов

7.1 Эколого-экономическое значение водных ресурсов

Гидросфера -- важнейший элемент биосферы. Она объединяет все воды земного шара, включая океаны, моря и поверхностные воды суши. В более широком смысле к гидросфере относят подземные воды, лед и снег Арктики и Антарктиды, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. Водные массы на поверхности Земли образуют тонкую геологическую оболочку, которая занимает большую часть поверхности Земли и образует Мировой океан (361 млн. км², или 70,8 % всей поверхности планеты). Общий объем гидросферы равен 1,4 млрд. км³ , доля ее по отношению ко всей массе Земли не превышает 0,02 %. Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах (94 %), второе место по объему водных масс занимают подземные воды (3,6 %), лед и снег арктических и антарктических областей, горные ледники (2 %). Поверхностные воды суши (реки, озера, болота) и атмосферные воды составляют доли процента от общего объема воды гидросферы (0,4 %). Воды гидросферы находятся в постоянном взаимодействии, переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. С гидросферой связано зарождение жизни на Земле, так как вода способна к образованию сложных химических соединений, которые обусловили возникновение органической жизни, а затем -- формирование высокоорганизованных животных организмов.

Вода -- химическое соединение водорода с кислородом (Н₂0), бесцветная жидкость без запаха, вкуса и цвета. В природных условиях всегда содержит растворенные соли, газы и органические вещества, их количество меняется в зависимости от происхождения воды и окружающих условий. При концентрации солей до 1 г/л воду считают пресной, до 24,7 г/л -- солоноватой, свыше -- соленой.

Ресурсы пресных вод составляют незначительную долю общего суммарного объема всей гидросферы, но именно они играют решающую роль в общей циркуляции воды, в связях гидросферы с экологическими системами, в жизнедеятельности человека и существовании других живых организмов, в развитии производства. На пресные воды приходится около 2 % гидросферы, используемая часть (речной сток, озерная вода) составляет менее 1 % от общего объема вод гидросферы.

Вода обеспечивает существование живых организмов на Земле и развитие процессов их жизнедеятельности. Она входит в состав клеток и тканей любого животного и растения. В среднем вода составляет около 90 % массы всех растений и 75 % массы животных. Сложные реакции в животных и растительных организмах могут протекать только при наличии водной среды. Тело взрослого человека содержит 60--80 % воды. Физиологическую потребность человека в воде можно удовлетворить только водой и ничем иным. Потеря 6--8 % воды сопровождается полуобморочным состоянием, 10 % -- галлюцинацией, 12 % -- приводит к смерти.

Климат и погода на Земле во многом зависят и определяются наличием водных пространств и содержанием водяного пара в атмосфере. В сложном взаимодействии они регулируют ритм термодинамических процессов, возбуждаемых энергией Солнца. Океаны и моря благодаря большой теплоемкости воды служат аккумуляторами тепла и способны изменять погоду и климат на планете. Океан, растворяя газы атмосферы, является регулятором воздуха.

В деятельности человека вода находит самое широкое применение. Вода -- это материал, используемый в промышленности и входящий в состав различных видов продукции и технологических процессов, выступает в роли теплоносителя, служит для целей обогрева. Сила падения воды приводит в действие турбины гидроэлектростанций. Водный фактор является определяющим в развитии и размещении ряда промышленных производств. К водоемким отраслям, ориентирующимся на крупные источники водоснабжения, относятся многие производства химической и нефтехимической промышленности, где вода служит не только вспомогательным материалом, но и одним из важных видов сырья, а также электроэнергетика, черная и цветная металлургия, некоторые отрасли лесной, легкой и пищевой промышленности. Широко используется вода в строительстве и промышленности строительных материалов. Сельскохозяйственная деятельность человека связана с потреблением огромного количества воды, прежде всего на орошаемое земледелие. Реки, каналы, озера -- дешевые пути сообщения. Водные объекты -- это и места отдыха, восстановления здоровья людей, спорта, туризма.

Относительно хозяйственной деятельности человека вводится понятие "водные ресурсы" -- это все пригодные для хозяйственного использования запасы поверхностных вод, включая почвенную и атмосферную влагу. Ресурсы поверхностных вод определяются в основном суммарным стоком в средний по водности год. Распределены они и используются по территории Земли и отдельным регионам неравномерно (табл. 7.1). Страны СНГ обладают крупнейшими в мире водными ресурсами, суммарно они занимают второе место в мире (после Бразилии) по объему среднегодового речного стока, на них приходятся также значительные по величине потенциальные запасы подземных вод. Однако эти ресурсы распространены по территории стран СНГ крайне неравномерно, что объясняется различными географическими, климатическими, геологическими и гидрогеологическими условиями отдельных регионов. Общий среднегодовой объем стока составляет почти 4,7 тыс. км³, причем подавляющая его часть приходится на Российскую Федерацию -- 4,27 тыс. км³ (более 90 %). Значительными водными ресурсами обладают Украина -- 0,21 тыс. км³ (4,5 %), Казахстан -- 0,12 тыс. км³ (2,7 %), Узбекистан -- 0,11 тыс. км³ (2,3 %), Таджикистан -- 0,1 тыс. км³ (20 %)

Неравномерному распределению стока соответствует и различная обеспеченность водными ресурсами стран СНГ. Если удельная обеспеченность стоком в целом для стран СНГ равна 210 тыс. км³ в год на 1 км², то наиболее высокая в Грузии и Таджикистане -- 877 и 667 соответственно, а наиболее низкая в Туркменистане -- 145 и в Казахстане -- 46 тыс. км³ в год на 1 км².

Таблица 7.1

Распределение воды и её потребление по континентам

Континент	Среднегодовой сток рек	Водопотребление
		км3/год	% к стоку
	км3/год	в %	1970 г.	2000 г. (прогноз)	1970 г.	2000 г. (прогноз)
Европа	3 210	6,9	320	730	10,0	23,0
Азия	1 4410	31,0	1 500	3 200	10,4	22,7
Африка	4 570	9,8	130	380	2,8	8,3
Северная Америка	8 200	17,6	540	1 300	6,6	15,8
Южная Америка	11 760	25,2	70	300	0,6	2,5
Австралия и Океания	2 390	5,1	23	60	1,0	2,5
Всего	46 540	100,0	2 583	5 970	5,8	13,0

7.2 Водные ресурсы Республики Беларусь и их оценка

Ресурсы поверхностных вод Беларуси оцениваются в 58 км³ в год, по этому показателю она занимает восьмое место среди стран СНГ (1,2 % общего стока). Большая часть речного стока формируется в пределах Беларуси, приток воды с территории соседних государств (России и Украины) равен 21,6 км³, или 36 %. Таким образом, местные ресурсы речных вод составляют 36,4 км³ в год. В многоводные годы суммарный речной сток может достигать 96 км³ в год, снижаясь в маловодные до 36 км³ в год. Местный сток изменяется в соответствии с водностью года от 61 до 24 км³ в год. Удельная обеспеченность стоком речных вод в Беларуси несколько выше, чем в среднем по странам СНГ, и составляет 279,4 тыс. м³ в год на 1км².

Беларуси характерна довольно значительная дифференциация водообеспеченности, которая усугубляется неравномерным размещением населения и производства. Реки страны принадлежат к бассейнам двух морей -- Черного и Балтийского, соответственно 56 % и 44 % площади водосбора. Из общего числа рек и ручьев (20,8 тыс.) суммарной протяженностью 90,6 тыс. км абсолютное большинство водотоков относится к малым равнинным рекам. Статус достаточно крупных рек, длина которых более 500 км, имеют только семь рек -- Западная Двина, Неман, Вилия (бассейн Балтийского моря), Днепр, Березина, Сож и Припять (бассейн Черного моря). Основная часть местного стока образуется в бассейнах Днепра с Березиной и Соясем (11,6 км³ в год) и Немана с Вилией (9,26 км³ в год). Значительно меньше приходится на бассейны Западной Двины (7,01 км³ в год) и Припяти (6,97 км³ в год). Транзитные воды поступают в Беларусь большей частью по Западной Двине (7,29 км³ в год) и Припяти (5,74 км³ в год), остальные транзитные воды (7,67 км³ в год) распределяются примерно равными долями по Днепру и Сожу. Таким образом, наиболее развитые в хозяйственном отношении и густонаселенные центральные регионы страны (Минская обл. и г. Минск) располагают гораздо меньшими ресурсами поверхностных вод по сравнению с периферийными регионами, которые обладают и транзитным стоком.

Ресурсы поверхностных вод включают также озера и водохранилища. В пределах границы Беларуси насчитывается около 11 тыс. озер. Наиболее богата озерами северная часть страны -- Белорусское Поозерье. Многие озера расположены близко одно от другого или соединены одним водотоком и образуют группы -- Нарочанскую, Браславскую, Ушачскую и др. Самые крупные из озер: Нарочь (площадь зеркала воды 79,6 км²), Освейское (52,8 км²), Лукомское (37,7 км²), Дривяты (36,1 км²), Нещердо, Снуды, Свирь. Северные озера отличаются хорошей сохранностью озерных котловин, что позволяет вести их комплексное использование.

Озера на юге страны носят черты деградации, чаще всего имеют низкие заболачиваемые берега, плоские и неглубокие озерные котловины. Особо крупными из них являются: Червоное (40,8 км²), Выгонощанское (26 км²), Черное, Споровское. Мало озер в центральной части страны. Суммарная площадь зеркала всех озер Беларуси составляет почти 2 тыс. км², а общий объем воды, аккумулированной в них, оценивается в 6--7 км³.

Неравномерность размещения водных ресурсов и внутри годового распределения стока поверхностных вод в определенной мере компенсируется строительством водохранилищ и прудов. Водохранилище -- искусственный водоем с полным объемом задержанных водных масс более 1 млн. м³, созданный с использованием водонапорных сооружений в долине реки или понижении местности для накопления и сохранения воды, регулирования стока в соответствии с потребностями различных отраслей народного хозяйства. На территории Беларуси сооружено более 140 водохранилищ различного хозяйственного назначения. Суммарный полный объем воды, которая задерживается водохранилищами, достигает 3,0 км³, а полезный -- 1,24 км³. Общая площадь водного зеркала акватории водохранилищ достигает 740 км. С созданием водохранилищ озерность Беларуси увеличилась с 0,6 до 1,5 %.

К числу искусственных водоемов относятся и пруды, которые аккумулируют местный сток. Их полный объем не превышает 1 млн. м³. Пруды предназначены для местного хозяйственно-бытового водообеспечения и иных целей. Прудовой фонд Беларуси составляют более 1500 ед. в колхозах и совхозах с полным объемом задержки водных масс более 0,2 км³, площадью водного зеркала 140 км² и 19 рыбных хозяйств с полным объемом 0,3 км³, площадью 179 км².

Естественные ресурсы пресных подземных вод оцениваются в 15,9 км³ в год (43,5 млн. м³ в сутки). Они распространены по всей территории Беларуси на глубинах от 100 до 450 м. Взаимодействие климатических, орографических и геологических факторов определяет неравномерный характер распределения подземных вод, что в целом соответствует региональным различиям поверхностного стока. Значительные ресурсы подземных вод находятся в бассейне Днепра с притоками Березина и Сож -- 34,4 %. На бассейн Немана с Вилией приходится 28,2 % , Западной Двины и Припяти -- 33,7 % . Наименьшие запасы обнаружены в бассейне Западного Буга и Нарева, они составляют 3,7 % суммарных ресурсов пресных подземных вод Беларуси. Всего разведано более 230 месторождений пресных подземных вод с запасами 5,7 млн. м³ в сутки, из них для промышленного освоения подготовлено около 200 месторождений с эксплуатационными запасами около 4,6 млн. м³ в сутки.

Возобновляемые ресурсы пресных поверхностных и подземных вод в целом по Беларуси сегодня и в перспективе оцениваются как достаточные для удовлетворения потребностей страны в воде.

7.3 Основные направления использования водных ресурсов

В своем развитии человечество прошло через многие этапы в использовании воды. Первоначально преобладало прямое использование воды -- в качестве питья, для приготовления пищи, в бытовых хозяйственных целях. Постепенно возрастает значение рек и морей для развития водного транспорта. Возникновение многих центров цивилизации связано с наличием водных путей. Люди использовали водные пространства как пути сообщения, для ловли рыбы, добычи соли и других видов хозяйственной деятельности. В период расцвета судоходства наиболее экономически развитыми и богатыми были морские державы. И сегодня использование водных путей сообщения значительно сказывается на развитии мировой экономики. Так, морской транспорт перевозит в год 3--4 млрд. т грузов, или 4--5 % общего объема грузоперевозок, выполняя при этом свыше 30 трлн. т/км, или 70 % общего мирового грузооборота.

Отличительной чертой XX ст. явился быстрый рост водопотребления по самым различным направлениям. На первое место по объему потребления воды вышло сельскохозяйственное производство. Для того чтобы обеспечить продуктами питания все возрастающее население Земли, необходимы затраты огромного количества воды в земледелии. Ресурсы влаги и тепла и их соотношение определяют естественную биологическую продуктивность в различных природно-климатических зонах мира. Для производства 1 кг растительной массы разные растения расходуют на транспирацию от 150--200 до 800--1000 м³ воды; причем 1 га площади, занятой кукурузой, испаряет за вегетационный период 2--3 млн. л воды; для выращивания 1 т пшеницы, риса или хлопка необходимо 1500, 4000 и 10 000 т воды соответственно.

Площадь орошаемых земель на земном шаре достигает в настоящее время 220 млн. га. Они дают примерно половину сельскохозяйственной продукции мира, на таких землях размещается до 2/3 мировых посевов хлопчатника. В то же время на орошение 1 га посевов расходуется в течение года 12 --14 тыс. м³ воды. Ежегодный расход воды достигает 2500 км³ или более 6 % суммарного годового стока рек земного шара. По объему используемых вод орошаемое земледелие занимает первое место среди других водопотребителей.

Чрезвычайно велика потребность в воде для современного животноводства, содержания скота на фермах и животноводческих комплексах. Для производства 1 кг молока затрачивается 4 т, а 1 кг мяса -- 25 т воды. Удельное использование воды на сельскохозяйственные и иные цели в различных странах мира (по данным 80--90-х годов XX ст.) приведено в табл. 7.2.

Растет потребление воды в промышленном, производстве. Невозможно указать другое вещество, которое бы находило столь разнообразное и широкое применение, как вода. Она является химическим реагентом, участвующим в производстве кислорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов и многих Других важнейших химических продуктов. Вода -- необходимый компонент в производстве строительных материалов: цемента, гипса, извести и т.п. Основная масса воды в промышленности используется для производства энергии и охлаждения. Значительное количество воды в обрабатывающей промышленности употребляется на растворение, смешивание, очищение и другие технологические процессы. Для выплавки 1 т чугуна и перевода его в сталь и прокат расходуется 50--150 м³ воды, 1 т меди -- 500 м³, 1 т синтетического каучука и химических волокон -- от 2 до 5 тыс., м³ воды.

Таблица 7.2

Использование воды на различные хозяйственные цели в отдельных странах мира (в % к общему водопотреблению)

Группы водопотребления	Беларусь	Россия	США	Франция	Финляндия
Сельскохозяйственное	22*	22	49	51	10
Промышленное	32	33	41	37	80
Коммунально-бытовое	46	24	10	12	10

* Включая использование воды в рыбном хозяйстве.

Подавляющее число производств приспособлено к использованию только пресных вод; новейшим отраслям промышленности (производству полупроводников, атомной техники и др.) необходима вода особой чистоты. Современные промышленные предприятия, тепловые электростанции расходуют огромные ресурсы воды, сопоставимые с годовым стоком крупных рек.

По мере роста народонаселения и городов увеличивается расход воды на коммунально-бытовые нужды. Физиологическая потребность человека в воде, которая вводится в организм с питьем и пищей, в зависимости от климатических условий составляет 9--10 л/сут. Значительно большее количество воды необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд. Лишь при достаточном уровне водопотребления, которое обеспечивается централизованными системами водоснабжения, оказывается возможным удаление отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации. Уровень хозяйственно-питьевого водопотребления колеблется в значительных размерах: от 30--50 л/сут. в зданиях с водопользованием из водоразборных колонок (без канализации) до 275--400 л/сут. на одного жителя в зданиях с водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения. Естественно, улучшение коммунально-бытовых условий жизни в городах и сельской местности влечет за собой рост потребления воды.

Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы, так как при рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе круговорота воды в природе. Еще в недалеком прошлом считалось, что воды на Земле так много, что, за исключением отдельных засушливых районов, людям не надо беспокоиться о том, что ее может не хватить. Однако потребление воды растет такими темпами, что человечество все чаще сталкивается с проблемой, как обеспечить будущие потребности в ней. В странах и регионах мира уже сегодня ощущается недостаток водных ресурсов, усиливающийся с каждым годом.

Рост промышленного и сельскохозяйственного производства, высокие темпы урбанизации способствовали расширению использования водных ресурсов Беларуси. Забор речных и подземных вод постоянно возрастал, достигнув своей максимальной величины, равной 2,9 км³ в 1990 г. В результате спада производства начиная с 1992 г. отмечается уменьшение водопотребления в различных отраслях экономики. В 1999 г. оно составило 1 7 км³. Основным потребителем воды оказалось жилищно-коммунальное хозяйство -- 46,0 % общего потребления; производственное (промышленное) водоснабжение -- 31,5 %; сельскохозяйственное водоснабжение и орошение -- 9,7 %; рыбное прудовое хозяйство -- 12,8 % (использование водных ресурсов отражено в табл. 7.3). В региональном аспекте выделяется центральная часть Беларуси, где потребляется почти треть всего объема используемых вод, что в основном совпадает с экономическим потенциалом данного региона.

Таблица 7.3

Использование водных ресурсов в Республике Беларусь

Показатель	1990 г.	1995 г.	1999 г.	2010 г. (прогноз)
Забор воды из природных источников, млн. м3	2 883	1 980	1 851	2 820--3 101
В том числе из подземных источников	1210	104	1 095	1 470-1 610
Использование воды, всего, млн. м3	2 790	1 878	1 709	2 366--2 590
В том числе:
на хозяйственно-питьевые нужды	691	701	786	903 -- 1001
на производственные нужды	1 002	574	539	654--707
на сельскохозяйственное водоснабжение	334	271	161	364--399
на орошение	67	15	5	20--21
в рыбном прудовом хозяйстве	696	317	218	425--462
Полное водопотребление, млн. м3	12 305	8 990	9 496	12 012--13 209
сброс сточных вод в поверхностные водные объекты, всего, млн. м 3	1 982	1 329	1 170	1 778 -- 1 946
В том числе:
загрязненных и недостаточно очи- щенных	104	64	26	--
нормативно-очищенных	919	841	875	1 124 -- 1 236
нормативно-чистых	959	434	269	654 -- 710
Потребление питьевой воды на душу населения, л/сут.	260	253	250	350--355
Пользование свежей воды на 1 млрд. р. ВВП, тыс. м3	10,0	10,6	10,4	7,0--7,4

Водное хозяйство формируется как отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и прогнозированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту потребления. Основная задача водного хозяйства -- обеспечение всех отраслей и видов хозяйственной деятельности водой в необходимом количестве и соответствующего качества.

По характеру использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства делят на водопотребителей и водопользователей. При водо - потреблении вода изымается из ее источников (рек, водоемов, водоносных пластов) и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; она входит в состав выпускаемой продукции, подвергается загрязнению и испарению. Водопотребление с точки зрения использования водных ресурсов подразделяют на возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное (потери).

Водопользование связано обычно с процессами, когда используют не воду" как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развивается гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.

Отрасли народного хозяйства предъявляют к водным ресурсам разные требования, поэтому водохозяйственное строительство наиболее целесообразно решать комплексно, учитывая особенности каждой отрасли и те изменения в режиме подземных и поверхностных вод, которые возникают при строительстве гидротехнических сооружений и их эксплуатации и нарушают экологические системы. Комплексное использование водных ресурсов позволяет наиболее рационально удовлетворить потребности в воде каждой отрасли народного хозяйства, оптимально сочетать интересы всех водопотребителей и водопользователей, экономить средства на строительство водохозяйственных сооружений.

Загрязнение водоемов в связи с их использованием

Интенсивное использование водных ресурсов влечет за собой резкое изменение их качественных параметров в результате сброса в воду самых разнообразных загрязнителей антропогенного происхождения, а их естественные экосистемы разрушаются. Вода теряет способность к самоочищению.

Самоочищение в гидросфере связано с круговоротом веществ. В водоемах оно обеспечивается совокупной деятельностью населяющих их организмов. Поэтому одна из важнейших задач рационального водопользования состоит в том, чтобы поддержать эту способность. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и разнообразны, условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические.

Среди физических факторов, обусловливающих самоочищение водоемов, первостепенное значение имеют разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнителей. Интенсивное течение реки обеспечивает хорошее перемешивание и снижение концентрации взвешенных частиц; в озерах, водохранилищах, прудах действие физических факторов ослабевает. Оседание в воде нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод способствует самоочищению водоемов. Важным фактором самоочищения является ультрафиолетовое излучение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обеззараживание воды.

В процессе водоотведения -- совокупности санитарных мероприятий и технических устройств -- обеспечивается удаление сточных вод за пределы городов и других населенных мест или промышленных предприятий. Осуществляется водоотведение с помощью ливневой, промышленной и бытовой (внутренней и наружной) канализации.

Процессы интенсификации использования водных ресурсов, рост объема сточных вод, отводимых в водные объекты, тесно взаимосвязаны. При увеличении водопотребления и водоотведения главная опасность заключается в ухудшении качества воды. Более половины стоков, сбрасываемых в поверхностные водоемы земного шара, не проходят даже предварительной очистки. Для сохранения самоочищающей способности воды небходимо более чем десятикратное разбавление стоков чистой водой. Согласно расчетам, на обеззараживание сточных вод в настоящее время расходуется 1/7 часть мировых ресурсов речного стока. Если сброс сточных вод будет возрастать, то в ближайшее десятилетие для этой цели потребуется расходовать все мировые ресурсы речного стока.

Основными источниками загрязнения являются сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов и ферм, ливневые стоки в городах и смыв дождевыми потоками ядохимикатов и удобрений с полей. Сточные воды промышленных предприятий образуются на различных стадиях технологических процессов.

С нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностью, транспортировкой нефти и нефтепродуктов связано распространение в водоемах самых стойких загрязнителей -- нефтяных масел. Каждая тонна нефти, растекаясь по водной поверхности, образует пленку из легких масел на площади до 12 км², затрудняющую газообмен с атмосферой. Средние фракции нефти, смешиваясь с водой, образуют ядовитую эмульсию, оседающую на жабрах рыб. Тяжелые масла -- мазут -- оседают на дно водоемов, вызывая токсические отравления фауны, гибель рыб. Основными факторами воздействия теплоэнергетики на гидросферу являются выбросы теплоты, следствиями которых могут быть: постоянное повышение температуры в водоемах, зарастание водоемов водорослями, нарушение кислородного баланса, что создает угрозу для жизни обитателей рек и озер.

Велико воздействие на окружающую среду гидроэлектростанций, которое проявляется как в период строительства, так и эксплуатации. Сооружение плотины приводит к значительному затоплению прилегающих территорий, изменению гидрологического и биологического режимов рек. На мелководье водохранилищ широко распространено "цветение" воды -- результат нашествия сине-зеленых водорослей. Отмирая, водоросли в процессе разложения выделяют фенол и другие ядовитые вещества. Рыбы покидают такие водоемы, вода в них делается непригодной для питья и даже для купания.

Опасными загрязнителями водоемов являются сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Они содержат органические вещества, которые в процессе окисления поглощают кислород, вызывают массовую гибель рыбы, придают воде неприятный вкус и запах.

Отходы химических и нефтехимических производств, горнодобывающей промышленности засоряют воду солями и растворами. Особенно опасны соединения ртути, цинка, свинца, мышьяка, молибдена и других тяжелых металлов, вызывающих чрезвычайно опасные заболевания людей и способных накапливаться в организмах обитателей рек, озер, морей и океанов.

Машиностроительный комплекс также является потенциальным загрязнителем поверхностных водоисточников (сточные воды, утечка жидких продуктов или полупродуктов и т.п.). Гальваническое производство -- один из наиболее крупных источников образования сточных вод в машиностроении. Основными загрязнителями сточных вод в гальванических производствах являются ионы тяжелых металлов, неорганические кислоты и щелочи, цианиды, поверхностно-активные вещества. Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и синтетические моющие средства (CMC) очень токсичны и устойчивы к процессам биологического разложения. СПАВ и CMC -- попадают в водоемы также с отходами текстильной, меховой, кожевенной промышленности, с бытовыми и коммунальными сточными водами.

Сельскохозяйственное производство во многих регионах мирз влечет загрязнение поверхностных водоемов. Ядовитые вещества попадают в водоемы в виде пестицидов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Предполагают, что от действия пестицидов сократилось поголовье тюленей в Балтике, запасы промысловой рыбы в Атлантике.

Значительную опасность для водоемов представляют смываемые с сельскохозяйственных полей нитраты, фосфаты и калийные удобрения. Сточные воды крупных животноводческих комплексов отличаются высокой концентрацией растворенных и нерастворенных загрязняющих веществ. Например, из свиноводческого комплекса на 116 тыс. свиней в год сбрасывается ежесуточно 5 тыс. м³ высококонцентрированных сточных вод. Попадая в реки, а затем в озера или водохранилища, эти биогенные соединения накапливаются там до токсичных уровней.

Опасным загрязнителем являются бытовые сточные воды и бытовой мусор, которые содержат 30--40 % органических веществ. Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в отложения. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов.

Особую угрозу жизни водоемов и здоровью людей представляют радиоактивные загрязнения. Захоронение жидких и твердых радиоактивных отходов осуществлялось в морях и океанах многими странами, имеющими атомный флот и атомную промышленность. Накопление сброшенных в море радиоактивных отходов, а также аварии атомных судов и подводных лодок представляют опасность не только для нынешнего, но и для будущих поколений.

При аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивные продукты попадали в водоемы из воздуха и со стоками с загрязненной местности в бассейн реки Днепр на территории Беларуси, России. Украины. В связи с этим наблюдалось кратковременное превышение установленных норм загрязнения воды в Припяти. Во всем каскаде водохранилищ Днепра содержание радиоактивных веществ постепенно снижалось вниз по течению. Оценка загрязнения донных отложений водохранилищ Днепра, проведенная в мае 1986 г., выявила наиболее загрязненные донные группы в Киевском водохранилище на участке, прилегающем к Устью Припяти. В южной части Киевского, а также в Каневском водохранилище это загрязнение убывает в десятки и сотни раз. Ещё более низкие концентрации радионуклидов наблюдались в водах Черного моря (в зоне впадения Днепра).

Система контроля за содержанием радионуклидов в поверхностных водах основных рек Беларуси показала, что сразу после аварии на ЧАЭС концентрация стронция-90 в низовьях Припяти превышала допустимую норму, но уже в мае 1986 г. она стабилизировалась в пределах нормы. Последующий постоянный контроль за содержанием радионуклидов стронция-90 и це-зия-137 отмечает, что их концентрация в водоемах значительно ниже показателя радиационно-допустимых уровней для питьевой воды. Если в первые дни после аварии на ЧАЭС увеличение концентрации радионуклидов в воде было обусловлено их непосредственным выпадением, то в настоящее время уровни загрязнения водных систем определяются вторичными процессами: обменом с донными отложениями, смывом радионуклидов с поверхности водосбора рек, а также за счет талых и паводковых вод.

Одна из важнейших проблем, связанных с рациональным ведением водного хозяйства -- сохранение требуемого качества воды во всех водных источниках. Однако большинство рек, протекающих в зонах крупных и средних промышленных центров, испытывают высокое антропогенное воздействие из-за поступления в них со сточными водами значительного количества загрязняющих веществ.

Годовой объем водоотведения в Беларуси за период 1990-- 1999 гг. значительно снизился -- с 2151 до 1315 млн. м³, что было обусловлено как проведением ряда водоохранных мероприятий, так и снижением потребности в воде на производстве. Самым мощным источником загрязнения водных объектов в стране являются бытовые стоки, на которые приходится 2/3 годового объема сточных вод, доля стоков производства составляет четвертую часть. Из общего количества сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водоемы (1170 млн. м³ в 1999 г.), около 1/3 являются нормативно-чистыми (отводятся без очистки), 3/5 -- нормативно очищенными и 1/20 часть -- загрязненными. Неочищенные сточные воды нуждаются в многократном разбавлении чистой водой. Нормативно очищенные воды также содержат загрязнения, и для их разбавления на каждый 1 м³ требуется до 6--12 м³ свежей воды. В составе сточных вод в природные водные объекты за год сбрасывается до 0,5 тыс. т нефтепродуктов, 16--18 т органических веществ, 18--20 т взвешенных веществ и значительное количество других загрязняющих веществ.

Нагрузка на поверхностные воды обусловлена не только сбросом сточных вод: большое количество загрязняющих веществ поступает с талыми и ливневыми водами с городских территорий, сельскохозяйственных угодий и других источников загрязнения, не имеющих системы водоотведения и очистки.

В условиях тесной взаимосвязи поверхностных и подземных вод процессы загрязнения постепенно распространяются на все большие глубины. Загрязнение подземных вод вблизи ряда промышленных центров было зафиксировано на глубинах более 50-70 м (водозаборы в городах Брест, Гродно, Минск, Пинск и др.). Наиболее интенсивно подземные воды загрязняются в застроенных частях населенных пунктов, в районах очистных сооружений, полей фильтрации, свалок, животноводческих ферм и комплексов, складов минеральных удобрений и ядохимикатов, горюче-смазочных материалов. В подземных водах нередко обнаруживаются повышенные концентрации нефтепродуктов, фенолов, тяжелых металлов и нитратов.

Для территории Беларуси весьма характерно нитратное загрязнение грунтовых вод и формирование вод нитратного типа. Проведенное обследование колодцев в сельской местности показало, что 75--80 % из них содержат свыше 10 мг/л нитратного азота, то есть выше установленного норматива ПДК. Это отмечается по всей территории страны, но наиболее высокие коэффициенты загрязнения нитратами в Минской, Брестской и Гомельской областях.

Оценка состояния и нормирование качества воды

В настоящее время в различных странах мира для оценки качества воды установлено более 100 показателей. При оценке степени загрязненности поверхностных вод учитываются: содержание плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, привкус, окраска и температура воды, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, состав ПДК ядовитых и вредных веществ, болезнетворных бактерий. В Беларуси используются нормативы ПДК более 400 вредных веществ в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения, а также более 100 вредных веществ в водоемах рыбохозяйственного назначения.

Определение допустимого состава сточных вод проводится в зависимости от преобладающего вида примесей и с учетом характеристики водоема, в который сбрасывают сточные воды. Допустимая концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах определяется по формуле

(7.1)

где -- концентрация взвешенных веществ в водоеме до сброса в него сточных вод; -- предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в водоеме; -- кратность разбавления сточных вод в воде водоема.

Концентрация каждого из растворенных вредных веществ в очищенных сточных водах

() определяется по формуле

(7.2)

где -- концентрация i-гo вещества в водоеме до сброса сточных вод; -- максимально допустимая концентрация того же вещества с учетом максимальных концентраций и ПДК всех веществ, относящихся к одной группе вредности (вычисляется по отдельной формуле).

Разбавление сточных вод - это процесс уменьшения концентрации примесей в водоемах, вызванный перемешиванием сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются. Интенсивность процесса разбавления качественно характеризуется кратностью разбавления:

(7.3)

где -- концентрация загрязняющих веществ в выпускаемых сточных водах; и - концентрация загрязняющих веществ в водоеме до и после выпуска соответственно.

Загрязнение поверхностных и подземных вод наносит большой вред экологическим системам и материальный ущерб народному хозяйству. Такие воды становятся малопригодными или непригодными для различных видов хозяйственного потребления и использования в рекреационных целях, иногда -- источником многих инфекционных заболеваний. В результате, по данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно заболевают около 500 млн. чел., а детская смертность достигает 5 млн. чел. в год. Материальный ущерб выражается также в снижении уловов рыбы, дополнительных затратах на водоснабжение населения и промышленных предприятий, строительство очистных сооружений.

Качество поверхностных вод Беларуси в настоящее время устанавливается также по индексу загрязнения вод (ИЗВ), которому соответствуют 7 классов разной степени загрязненности вод: от очень чистой (ИЗВ < 0,3) до чрезвычайно грязной (ИЗВ > 10). ИЗВ определяется как отношение 1/6 суммы средней концентрации к предельно допустимым концентрациям загрязняющих веществ:

растворенного кислорода;

азота аммонийного;

азота нитритного;

нефтепродуктов;

фенолов;

ВПК(биохимического потребления кислорода).

Подавляющая часть рек Беларуси относится к категории умеренно загрязненных (ИЗВ = 1--2), однако характер их загрязнения неодинаков. Наиболее загрязнены реки Свислочь (ИЗВ -- 2,8), Березина у г. Светлогорска (2,1), Днепр у г. Речица (2,0), Муховец у г.п. Жабинка (2,0). К классу грязных отнесена р. Свислочь ниже выпуска сточных вод Минской станции аэрации (ИЗВ = 3,5). Река загрязнена органическими веществами, соединениями азота, фосфора, тяжелыми металлами, нефтепродуктами. Причиной такого состояния Свислочи является недостаточная эффективность очистки сточных вод на городских очистных сооружениях и малая разбавляющая способность самой реки.

Основные направления охраны и рационального использования водных ресурсов

Проблемы охраны и рационального использования водных ресурсов в Республике Беларусь решаются в значительной степени путем государственного регулирования, в первую очередь, через систему прогнозирования и планирования. Основная задача -- поддержание водных ресурсов в пригодном для потребителя состоянии и их воспроизводство в целях полного удовлетворения нужд народного хозяйства и населения в воде.

Исходной базой прогнозирования и планирования использования водных ресурсов являются данные водного кадастра и учета расходования вод по системе водохозяйственных балансов, бассейновых (территориальных) схем комплексного использования и охраны вод, а также проекты перераспределения вод между водопотребителями по бассейнам рек. Водный кадастр -- это систематизированный сбор сведений о водных ресурсах и качестве вод, а также о водопользователях и водопотребителях, объемах потребляемых ими вод.

Прогноз использования водных ресурсов основывается на расчете водохозяйственного баланса, который содержит ресурсную и расходную части. Ресурсная (приходная) часть водохозяйственного баланса учитывает все виды вод, которые могут быть потреблены (естественный сток, поступление из водохранилищ, подземные воды, объем возвратных вод). На начало 90-х годов приходная часть водохозяйственного баланса Республики Беларусь определялась в 23,7 км³, по прогнозу на 2010 г. она увеличится до 24,0 км³ за счет расширения забора подземных вод. В расходной части водохозяйственного баланса определяется потребность в воде по отраслям народного хозяйства с учетом сохранения в реках транзитного стока для обеспечения экологических требований, необходимого санитарно-гигиенического состояния водоемов. Результатом балансового расчета является Установление ожидаемого резерва или дефицита стока, объема, характера, а также сроков осуществления мероприятий, необходимых для обеспечения водой народного хозяйства в прогнозируемый период. При этом учитываются показатели, характеризующие сокращение забора свежей воды из поверхностных и подземных водных источников за счет совершенствования и внедрения безводных технологических процессов, развития систем повторно-последовательного использования воды, совершенствования схем водоснабжения и других аналогичных мероприятий.

Прогнозирование водопотребления на перспективный период основывается на расчетах водообеспечения населения, промышленности, сельского хозяйства и других отраслей экономики. Объем водопотребления на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды определяется численностью городского населения и нормами хозяйственно-питьевого водопотребления на одного жителя. На период до 2010 г. прогнозируется обеспечение всего населения Беларуси питьевой водой нормативного качества в соответствии с физиологическими нормами (не менее 400 л/сут. на человека). Потребности промышленности определяются на основе расчета объема производства и норм водопотребления. Для определения потребности в воде отдельных предприятий (объединений), установления лимитов отпуска воды используются индивидуальные нормы и нормативы. В прогнозируемый объем водопотребления на нужды сельскохозяйственного водоснабжения включается потребность в воде сельского населения, животноводства, хозяйственные нужды сельхозпредприятий и производств по переработке сельскохозяйственного сырья. В долгосрочных прогнозах объемы водопотребления рассчитываются по перспективным нормам, учитывающим совершенствование и внедрение безводных технологических процессов, нового оборудования, развитие оборотных и бессточных систем водоснабжения и другие достижения научно-технического прогресса в использовании природных ресурсов. В современных условиях водохозяйственные балансы основных бассейнов рек являются положительными. Водозабор на бытовые и хозяйственные цели не превышает в среднем 5--7 % от ежегодно возобновляемых ресурсов. Не ожидается существенного роста потребления воды и в ближайшие 10--15 лет, по прогнозам на 2010 г. оно составит 3--4 км³. Таким образом, для удовлетворения потребностей в воде собственных водных ресурсов (без учета транзитного стока) вполне достаточно, лишь в засушливые периоды маловодного года возможен дефицит воды в бассейнах рек Припяти, Западного Буга, Днепра.